UV-Strahlung – Was ist das eigentlich?

UV-Strahlung ist ein häufiger Begriff, wenn es um die Haut und Sonnenschutz geht. Doch was sind UV-Strahlen eigentlich? Warum und wann sind UV-Strahlen gefährlich und wo sind sie? In diesem Beitrag erklären wir alles rund um das Thema ultraviolette Strahlung.

Unter ultravioletter Strahlung (kurz: UV-Strahlung) versteht man einen bestimmten Bereich des elektromagnetischen Wellenspektrums. Zum Gesamtspektrum zählen die Radio- und Infrarotwellen, das für das Auge sichtbare Farblichtspektrum, die UV-Wellen, sowie die Röntgen- und Gammastrahlung (nach absteigender Wellenlänge). Die Kategorien unterscheiden sich in ihrer unterschiedlichen Wellenlänge, welche in Metern angegeben wird. Radiowellen haben die größte Wellenlänge (bis zu mehrere Kilometer) und Gammastrahlung die kleinste (nur wenige Picometer). Hierbei ist wichtig festzuhalten, dass mit abnehmender Wellenlänge die transportierte Energie zunimmt.

UV-Strahlung liegt im Bereich zwischen 1 und 400 Nanometer Wellenlänge. Sie ist für das menschliche Auge unsichtbar und erreicht uns entweder über das Sonnenlicht oder künstliche UV-Quellen. Unterhalb des Bereichs von einem Nanometer Wellenlänge kommen die hochenergetischen Röntgenstrahlen, und noch kürzer und energiereicher sind die Gammastrahlen.

Im ultravioletten Spektrum kann zwischen UVA-, B- und C-Strahlen unterschieden werden. UVA besitzt dabei die größte Wellenlänge und die niedrigste Energie; UVC dagegen die niedrigste Wellenlänge und die höchste Energie:

• UVA (auch: Schwarzlicht): 320 – 400 nm
• UVB: 290 – 320 nm
• UVC: 100 – 290 nm

Ab einer Wellenlänge von weniger als 200 nm reagiert UV-Strahlung bereits mit den Sauerstoffmolekülen (O₂) aus der Luft, wobei letztere zu Ozon (O₃) umwandelt werden. Das bedeutet, dass solche kurzwellige und hochenergetische Strahlung sich nur im luftleeren Vakuum ungebremst ausbreiten kann und deshalb kaum UVC-Strahlen den Erdboden erreichen, weil sie unterwegs von den Sauerstoffteilchen aufgehalten werden.

UV-Strahlung ist ein Umwelteinfluss, dem wir Menschen uns niemals vollständig entziehen können und der gleichwohl positive und negative Auswirkungen auf unseren Körper hat. Zu den positiven Effekten zählt die Rolle bei der Vitamin D-Produktion, die immunsuppressive (das Immunsystem dämpfende) Wirkung und die Verbesserung der Stimmungslage. Zu den negativen Auswirkungen zählt die vorzeitige Hautalterung, die Förderung von Hautkrebs und das Auslösen von lichtbedingten Hautkrankheiten.

UVA-, B- und C-Strahlen weisen große Unterschiede in Bezug auf ihre Wirkung auf den menschlichen Körper auf.

• Verursacht vorzeitige Hautalterung und Faltenbildung
• Ist zu 15 % für die Bräunung der Haut verantwortlich, indem Vorstufen der braunen Farbpigmente in der Haut (Melanin) aktiviert werden
• Geht durch ungetönte Glasscheiben wie Fenster und Autoscheiben hindurch (im Gegensatz zu UVB und UVC)
• Fördert die Entstehung von Hautkrebs (in geringerem Maß als UVB und -C)
• Kann Erkrankungen wie die Lichtallergie (sog. Polymorphe Lichtdermatose) auslösen
• Wirkung auf die Haut bleibt oft lange unbemerkt

• Bildung von Vitamin D3
• Zu 85 % für die Bräunung verantwortlich, regt die Pigmentproduktion in der Haut an
• Ursächlich für Sonnenbrand
• Erzeugt die sog. „Lichtschwiele“ als mechanischen Sonnenschutz (Verdickung der obersten Hautschicht, damit die schädliche UV-Strahlung einen längeren Weg zurücklegen muss und weniger Strahlung in der Tiefe ankommt)
• Fördert die Entstehung von Hautkrebs

• Fast vollständig durch Ozonschicht herausgefiltert
• Wird bei Schweißarbeiten freigesetzt
• Schädigt stark die Augen, kann beim Schweißen ohne Schutzbrille zur Verblitzung („Konjunktivitis photoelectrica“) mit Entzündung der Horn- und Bindehaut führen, kann im Hochgebirge zu Schneeblindheit führen, allgemeine Erblindungsgefahr
• Hautkrebserregend
• Einsatz zur Flächensterilisation, tötet Keime ab

Die Stärke von UV-Strahlung hängt von der geografischen Lage, der Tageszeit, dem Wetter, der Dicke der Ozonschicht und der Höhe ab. Schnee und Wasser reflektieren UV-Strahlung und verstärken die Intensität.

UV-Strahlung dringt bei nicht vorhandenem Lichtschutz in unsere Haut ein und führt zu DNA-Schäden. Die DNA wird dabei direkt oder indirekt durch freie Radikale angegriffen. Freie Radikale sind hochreaktive, aggressive Sauerstoffmoleküle, welche mit Teilen der DNA reagieren, diese umwandeln und dadurch zu Schäden und Mutationen führen können.

Durch Reparaturmechanismen können die Schäden größtenteils beseitigt werden, dies gelingt jedoch bei häufiger oder starker Schädigung nicht immer. Kann ein Schaden nicht repariert werden, kann die kaputte Zelle immer noch gezielt in den Zelltod geschickt werden, um das Problem zu beseitigen. Nicht entfernte DNA-Schäden resultieren in Mutationen, aus denen wiederum Krebs entstehen kann.

Zellschäden können aber auch außerhalb unserer DNA entstehen. Geschieht eine Schädigung von Zellbestandteilen auf mitochondrialer Ebene (Mitochondrien = „Kraftwerke“ der Zelle), so hat dies Auswirkungen auf die Hautalterung und das Besondere ist, dass solche Schäden von unseren Reparaturmechanismen ausgeschlossen sind und somit nicht repariert werden, sondern sich mit der Zeit anhäufen.

Da UVB-Strahlung hochenergetischer ist als UVA, ist sie hauptverantwortlich für die lichtbedingte Schädigung der DNA in der Haut.